Verbum

фізіка-хімічная механіка

т. 16, с. 375

МЕХА́НІКА ГРУНТО́Ў,

навуковая дысцыпліна, якая вывучае напружана-дэфармаваныя станы грунтоў, умовы іх трываласці і ўстойлівасці, змены іх уласцівасцей пад уплывам знешніх (пераважна механічных) уздзеянняў. Даследуе ўсе горныя пароды, што з’яўляюцца аб’ектам інж.-буд. дзейнасці.

У аснове М.г. — залежнасці і рашэнні пругкасці тэорыі, пластычнасці тэорыі, паўзучасці тэорыі, грунтазнаўства, гідрагеалогіі, інжынернай геалогіі, механікі суцэльных асяроддзяў і інш. У М.г. разглядаюцца залежнасці мех. уласцівасцей грунтоў ад іх будовы і фіз. стану, іх структурна-фазавая дэфармавальнасць, агульная сціскальнасць, кантактная супраціўляльнасць зруху. Вывадамі М.г. карыстаюцца пры праектаванні асноў і фундаментаў будынкаў, прамысл. і гідратэхн. збудаванняў, у дарожным і аэрадромным буд-ве, пры адкрытых горных работах, пракладцы падземных камунікацый і інш. На Беларусі даследаванні па М.г. праводзяцца ў БПА, БДУ і інш.

Літ.:

Соболевский Ю.А. Механика грунтов. Мн., 1986;

Цытович Н.А. Механика грунтов. 3 изд. М., 1979.

Б.А.Багатаў.

т. 10, с. 322

АНАЛІТЫ́ЧНАЯ МЕХА́НІКА,

раздзел механікі, у якім рух сістэм матэрыяльных пунктаў (цел) даследуецца пераважна метадамі матэм. аналізу. Вывучае складаныя мех. сістэмы (машыны, механізмы, сістэмы часціц і інш.), рух якіх абмежаваны пэўнымі ўмовамі (гл. Сувязі механічныя).

Галаномная сістэма (мех. сувязі залежаць толькі ад каардынат і часу) у патэнцыяльным полі характарызуецца функцыяй Лагранжа $\mathrm{L}=\mathrm{T}-\mathrm{U}$ , дзе T — кінетычная і U — патэнцыяльная энергія сістэмы. Калі вядома канкрэтная залежнасць L=L(q,q́,t), дзе q — абагульненыя каардынаты, $\mathrm{<span\; class="accent">q́</span>}=\frac{\mathrm{d}\mathrm{q}}{\mathrm{d}\mathrm{t}}$ — абагульненыя скорасці, t — час, то пры дапамозе прынцыпу найменшага дзеяння можна знайсці дыферэнцыяльныя ўраўненні руху мех. сістэмы. Іх інтэграванне пры зададзеных пачатковых умовах дазваляе вызначыць закон руху сістэмы, г.зн. залежнасці q_i=q_i(t), дзе i=1, 2, ..., S, S — лік ступеняў свабоды.

Асн. Палажэнні аналітычнай механікі распрацаваў Ж.Лагранж (1788), значны ўклад зрабілі У.Гамільтан, М.В.Астраградскі, П.Л.Чабышоў, А.М.Ляпуноў, М.М.Багалюбаў, А.Ю.Ішлінскі і інш. Метады аналітычнай механікі далі магчымасць выявіць сувязь паміж асн. паняццямі механікі, оптыкі і квантавай механікі (оптыка-мех. аналогіі). Абагульненне варыяцыйных прынцыпаў механікі на неперарыўныя квантава-рэлятывісцкія сістэмы склала матэм. аснову тэорыі поля. Дасягненні аналітычнай механікі садзейнічалі развіццю балістыкі, нябеснай механікі, тэорыі ўстойлівасці, тэорыі аўтам. кіравання і інш.

Літ.:

Кильчевский Н.А. Курс теоретической механики. Т. 2. М., 1977.

А.І.Болсун.

т. 1, с. 334

БУДАЎНІ́ЧАЯ МЕХА́НІКА,

навука аб прынцыпах і метадах разліку збудаванняў на трываласць, жорсткасць, устойлівасць і ваганні; раздзел прыкладной механікі.

Асновы будаўнічай механікі выкладзены ў 18—19 ст. у працах Л.Эйлера, Ж.Лагранжа, Дз.І.Жураўскага, У.Р.Шухава і інш. На розных этапах развіцця будаўнічай механікі метады разліку збудаванняў вызначаліся ўзроўнем развіцця матэматыкі, механікі, супраціўлення матэрыялаў і інш. У 2-й пал. 20 ст. выкарыстанне ЭВМ дало магчымасць укараніць эфектыўныя метады разлікаў; статыстычных выпрабаванняў, канечных элементаў, варыяцыйна-рознаснага і інш. Вельмі важныя даныя будаўнічай механікі пры ўзвядзенні сейсмаўстойлівых і вышынных будынкаў.

На Беларусі даследаванні па пытаннях будаўнічай механікі праводзіліся ў 1920-я г. ў БСГА А.А.Краўцовым, у 1935—41 у БПІ М.В.Венядзіктавым, І.Р.Прытыкіным, у 1938—41 у Бел. лесатэхн. Ін-це М.М.Рудзіцыным, вядуцца ў Бел. політэхн. акадэміі, Бел. тэхнал. ун-це, Брэсцкім політэхн. ін-це, Полацкім ун-це, Бел. ун-це транспарту, НДІ буд-ва і архітэктуры. Удасканалены метады і алгарытмы аптымізацыі расходу матэрыялаў на шарнірна-стрыжнёвыя, вісячыя і камбінаваныя сістэмы (Л.І.Коршун, П.У.Аляўдзін, Р.І.Фурунжыеў, І.С.Сыраквашка). Даследаваны пытанні статыкі і дынамікі нелінейна дэфармаваных шарнірна-стрыжнёвых і вісячых сістэм (Я.М.Сідаровіч), устойлівасці стрыжнёвых сістэм (А.Ф.Анішчанка, С.С.Макарэвіч, Л.С.Турышчаў). Праведзены статычныя разлікі рамаў, пласцін, абалонак, труб (А.А.Краўцоў, А.А.Кручкоў, Л.Ф.Беразоўскі, Г.А.Герашчанка, А.А.Чэча). Вырашаны шэраг кантактавых задач прыкладной тэорыі пругкасці (С.М.Ягалкоўскі, С.В.Басакоў), прапанаваны метады электроннага мадэлявання нелінейных задач будаўнічай механікі і прыкладной тэорыі пругкасці (У.М.Аўсянка).

т. 3, с. 310

КВА́НТАВАЯ МЕХА́НІКА, хвалевая механіка,

тэорыя, якая ўстанаўлівае спосаб апісання і законы руху мікрачасціц (электронаў у атаме, атамаў у малекуле, нуклонаў у ядрах і інш.). Дае магчымасць апісаць структуру атамаў і зразумець іх спектры, устанавіць прыроду хім. сувязі, растлумачыць перыяд. сістэму элементаў і г.д. З’яўляецца тэарэт. асновай атамнай і ядз. фізікі, фізікі цвёрдага цела.

Мікрааб’ектам уласціва своеасаблівая дваістасць: у залежнасці ад умоў яны могуць паводзіць сябе як часціцы ці як хвалі (гл. Карпускулярна-хвалевы дуалізм). Таму тэарэт. апісанне мікраскапічных з’яў патрабуе аб’яднання ўзаемна несумяшчальных фіз. характарыстык, чаго нельга ажыццявіць у межах класічнай фізікі ўнутрана несупярэчлівым спосабам (гл. Дапаўняльнасці прынцып). Пры гэтым немагчыма адначасовае выкарыстанне некаторых фіз. велічынь, напр., каардынат і імпульсу часціцы. Для мікрачасціцы не мае сэнсу, напр., такое паняцце, як рух уздоўж траекторыі; усе тэарэт. сцвярджэнні адносна выніку пэўных узаемадзеянняў маюць імавернасны характар.

К.м. ўзнікла як развіццё ўяўленняў М.Планка (1900) адносна квантавання дзеяння, А.Эйнштэйна (1905, 1916) пра карпускулярныя ўласцівасці святла (гл. Планка закон выпрамянення), напаўкласічнай мадэлі атама Н.Бора (1913, гл. Бора тэорыя), ідэі Л. дэ Бройля адносна хвалевых уласцівасцей мікрачасціц (гл. Хвалі дэ Бройля). Фундаментальнае развіццё К.м. атрымала ў працах В.Гайзенберга (1925), Э.Шродынгера і П.Дзірака (1926). Паводле К.м. ўсю інфармацыю пра фіз. стан мікрасістэмы змяшчае хвалевая функцыя. Яна вызначае размеркаванне імавернасці для розных фіз. велічынь, якія характарызуюць сістэму (становішча ў прасторы, імпульс, энергія і г.д.; М.Борн, 1926). Кожнай класічнай фіз. велічыні ў К.м. адпавядае пэўны аператар, уласныя значэнні якога супадаюць з назіральнымі значэннямі фіз. велічыні (гл. Аператары). Магчымыя станы сістэмы апісваюцца адпаведнымі ўласнымі функцыямі. У залежнасці ад таго, дыскрэтную ці неперарыўную паслядоўнасць утвараюць уласныя значэнні аператара, адпаведная фіз. велічыня з’яўляецца квантаванай ці неквантаванай (гл. Квантаванне). Калі аператары 2 фіз. велічынь (L і M) не камутуюць, г. зн. што вынік дзеяння аператараў L і M на хвалевую функцыю Ψ залежыць ад парадку іх дзеяння $\text{(}\hat{L}\hat{M}\mathrm{\Psi }\ne \hat{M}\hat{L}\mathrm{\Psi }\text{)}$ , то рэалізацыя такіх станаў мікрасістэмы, у якіх адпаведныя фіз. велічыні адначасова мелі б пэўнае значэнне, немагчыма; найперш гэта датычыць аператараў каардынат і імпульсу (гл. Неазначальнасцей суадносіны). Камутатыўнасць аператараў пэўных фіз. велічынь з аператарам энергіі азначае, што гэтыя фіз. велічыні з цягам часу не мяняюцца, г. зн. з’яўляюцца інтэграламі руху. Асн. інтэграл руху ў К.м. — энергія. Для дакладнага вызначэння стану мікрасістэмы неабходна ведаць энергію і інш. ўзаемна камутатыўныя інтэгралы руху, якімі, напр., для часціцы ў полі цэнтральных сіл з’яўляюцца квадрат моманту імпульсу і адна з яго праекцый. Калі інтэгралы руху маюць дыскрэтны спектр, стан сістэмы вызначаецца з дапамогай квантавых лікаў.

Прадказанні К.м. пераходзяць у адпаведныя вынікі класічнай механікі, калі для фіз. сістэмы велічыні размернасці дзеяння становяцца значна большымі, чым пастаянная Планка h (гл. Адпаведнасці прынцып). Абагульненне асн. ідэй К.м. на выпадак, калі энергія руху часціц параўнальная з энергіяй спакою (гл. Адноснасці тэорыя), дало магчымасць прадказаць існаванне антычасціц, стварыць тэорыю ўласнага моманту колькасці руху (гл. Спін) і інш. К.м. з’яўляецца мех. тэорыяй, таму не можа паслядоўна разглядаць працэсы паглынання святла і эл.-магн. выпрамянення. Яна дае набліжаныя метады разліку, дастатковыя для патрэб атамнай і часткова ядз. фізікі. Паслядоўную тэорыю ўзаемадзеяння фатонаў з электрычна зараджанымі часціцамі дае квантавая электрадынаміка. Ураўненні К.м. даюць магчымасць дакладна вылічыць магчымыя ўзроўні энергіі (гл. Шродынгера ўраўненне) мікрасістэмы, а таксама імавернасць пераходаў паміж імі. Гл. таксама Квантавая тэорыя поля, Абменнае ўзаемадзеянне.

На Беларусі работы па К.м. пачаты ў 1930-я г. ў БДУ (Ф.І.Фёдараў), у пасляваен. гады вядуцца пераважна ў БДУ і Ін-це фізікі Нац. АН Беларусі.

Літ.:

Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике: Пер. с англ. Вып. 8—9. М., 1966—67;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика;

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989;

Борисоглебский Л.А. Квантовая механика. 2 изд. Мн., 1988.

Л.М.Тамільчык.

т. 8, с. 208

НЯБЕ́СНАЯ МЕХА́НІКА,

раздзел астраноміі, які вывучае рух цел Сонечнай сістэмы ў іх агульным гравітацыйным полі. У шэрагу выпадкаў (у тэорыі руху камет, ШСЗ і інш.), акрамя гравітацыйных сіл, улічваюцца рэактыўныя сілы, ціск выпрамянення, супраціўленне асяроддзя, змена масы і інш. фактары. Задачы Н.м.: вывучэнне агульных пытанняў руху нябесных цел і канкрэтных аб’ектаў (планет, ШСЗ і інш.); вылічэнне значэнняў астр. пастаянных, састаўленне эфемерыд і інш. Рух штучных нябесных цел вывучае раздзел Н.м. — астрадынаміка. Н.м. з’яўляецца вынікам дастасавання законаў класічнай механікі да руху нябесных цел. Тэарэт. асновы сучаснай Н.м. закладзены І.Ньютанам. Значны ўклад у развіццё Н.м. зрабілі Ж.Л.Лагранж, П.С.Лаплас, У.Ж.Ж.Левер’е, С.Ньюкам і інш. Адно з дасягненняў Н.м. — адкрыццё планеты Нептун, існаванне якой разлічана па адхіленнях руху планеты Уран.

Асн. задача Н.м. — вызначэнне каардынат планет як функцый часу. Пры вял. адлегласцях паміж Сонцам і планетамі іх можна лічыць матэрыяльнымі пунктамі, паміж якімі дзейнічаюць гравітацыйныя сілы паводле сусветнага прыцягнення закону (задача n цел). Агульнае рашэнне гэтай задачы не знойдзена. Строгае рашэнне мае толькі двух цел задача. Агульнае рашэнне трох цел задачы вельмі складанае, таму карыстаюцца толькі яе частковымі рашэннямі. Н.м. вывучае таксама восевае вярчэнне і фігуры нябесных цел, праблему ўстойлівасці Сонечнай сістэмы, рух Месяца, прыліўнае ўзаемадзеянне; развіццё касманаўтыкі патрабуе высокай дакладнасці ў вылічэнні арбіт планет. Н.м., якая грунтуецца на законе прыцягнення Ньютана, дастаткова дакладна апісвае рух цел Сонечнай сістэмы, але некаторыя з’явы, напр. рух перыгеліяў арбіт Меркурыя і інш. планет, поўнасцю растлумачыць не можа. Гэтыя з’явы знаходзяць тлумачэнне ў рэлятывісцкай Н.м., якая ўлічвае ў руху нябесных цел эфекты адноснасці тэорыі. Метадамі Н.м. карыстаюцца пры вывучэнні зорак і зорных сістэм (зорная астраномія), галактык (пазагалактычная астраномія).

Літ.:

Гребеников Е.А., Рябов Ю.А. Новые качественные методы в небесной механике. М., 1971;

Брумберг В.А. Релятивистская небесная механика. М., 1972.

А.А.Шымбалёў.

т. 11, с. 402

МЕХА́НІКА СЫ́ПКІХ АСЯРО́ДДЗЯЎ,

раздзел механікі суцэльных асяроддзяў, дзе вывучаюцца раўнавага і рух сыпкіх асяроддзяў (напр., пясчаных грунтоў, здробненага вугалю, зерня). Найб. развіты раздзел М.с.а. — механіка грунтоў.

Займае прамежкавае становішча паміж механікай суцэльных асяроддзяў і механікай сістэм матэрыяльных пунктаў, што абумоўлівае фенаменалагічны і статыстычны спосабы апісання руху асяроддзяў (напр., вызначэнне ціску асяроддзя на апорныя сценкі, магчымых форм паверхні асыпання адхонаў). Пры фенаменалагічным апісанні грануляваныя асяроддзі разглядаюцца як рэчывы з уласцівасцямі, прамежкавымі паміж уласцівасцямі цвёрдага цела і вадкасці. Пры статыстычным апісанні з дапамогай розных працэдур асярэднення мікраўласцівасцей часцінак атрымліваюць ураўненні, якія апісваюць макраўласцівасці грануляванага асяроддзя.

А.У.Чыгараў.

т. 10, с. 322